Báo cáo Thực tập tại công ty TNHH SAB Miller Việt Nam

.5.2.Thông tin chocolate malt Nhà sản xuất: N. V. Boormalt , Germany/ WEYERMANN Hình thức bao bì: bao 50 kg Đây là malt đặc biệt, ngoài quá trình ngâm, ươm mầm, sấy như malt thông thường còn có quá trình rang tạo cho malt có độ màu nhất định 2.5.3.Phương thức vận chuyển Vận chuyển bằng đường biển trong container về tới cảng, sau đó xe chuyển về công ty 2.5.4.Kiểm tra Chủ yếu dựa vào chỉ tiêu của nhà cung cấp mà sử dụng và các chỉ tiêu cảm quang -Các chỉ tiêu cảm quang: có mùi vị đặc trưng, không có mùi lạ, không bị mốc, không ẩm, không có mọt -Các chỉ tiêu của nhà cung cấp: Parameter Ideal Specification 1. Fine grind extract (% on dry basis) >= 65.0 2. Wort colour of chocolate malt (EBC units) 9,00 – 1,200 3. Wort colour of black malt (EBC units) 1,200-1,400 4. Moisture content (%) 3.0 – 6.0 5. Steeliness (%) <= 6.0 Bảng 2.7: Bảng chỉ tiêu chocolate malt nhà cung cấp 2.5.5.Quyết định Được nhập từ nhà cung cấp uy tín, chocolate malt luôn được nhập 2.5.6.Lưu kho Chocolate malt được chất thành pallet gần khu chứa malt trước khi nghiền Tồn kho được theo dõi hằng tuần và theo số lượng sử dụng cho từng mẻ 2.6.MỘT SỐ CHẤT PHỤ GIA VÀ HỖ TRỢ KỶ THUẬT Tên Yêu cầu kỷ thuật Mục đích sử dụng CaCl2 >=70 % Điều chỉnh pH, tăng độ ổn định enzyme CaSO4 Điều chỉnh pH, tăng độ ổn định enzyme ZnSO4 95% Nguồn dinh dưỡng của nấm men Acid Lactic Điều chỉnh pH trong quá trình nấu H3PO4 >=85% Rữa nấm men sau thu hồi Caramen Độ màu 2900 EBC Tạo màu cho bia PVPP Không nhiễm vi sinh, không có mùi vị lạ Làm giảm polyphenol trong bia thành phẩm Silicagel Không nhiễm vi sinh, không có mùi vị lạ Kết tủa protein phân tử trung bình, tạo độ ổn định hóa lý cho bia Bột lọc Không nhiễm vi sinh, không có mùi vị lạ Hỗ trợ quá trình lọc CO2 >= 99,98% Tạo giá trị cảm quang, bọt cho bia, bổ sung CO2 thất thoát trong quá trình lọc Bảng 2.8: Chỉ tiêu chất phụ gia và hỗ trợ kỷ thuật Những nguyên liệu này được kiểm tra bởi QA khi về công ty bao gồm kiểm tra nồng độ, cảm quang, kiểm tra vi sinh. Sau đó được bảo quản ở kho thoáng mát, riêng CO2 được nén thành dạng lỏng, chứa trong bồn cao áp và được kiểm tra mùi vị hằng ngày 2.7.NẤM MEN 2.7.1.Vai trò của nấm men Là tác nhân chuyển hóa đường thành rượu Tạo các sản phẩm trung gian trong quá trình hô hấp hiếu khí và yếm khí làm cho bia có hương vị đặc trưng Tạo ra CO2 trong quá trình lên men, góp phần tạo giá trị cảm quan cho bia 2.7.2.Thông tin nấm men Được cung cấp bởi tập đoàn SabMiller Là loại nấm men chìm Saccharomyces calsbergenis 2.7.3.Phương thức vận chuyển Nấm men được bảo quản trong những ống thủy tinh, được nhân giống trung gian trên phòng Lab, sau đó được nhân giống tăng sinh khối ở bồn nhân giống trong khu vực sản xuất. Khi nồng độ nấm men đạt yêu cầu sẽ đem lên men 2.7.4.Kiểm tra Việc kiểm tra vi sinh được thực hiên nghiêm ngặt khi nhân giống, tàng trữ , dosing vào dịch lên men Trước khi dosing vào dịch lên men sẽ được kiểm tra tỉ lệ men sống và độ đậm đặc của nấm men để tính lượng sử dụng 2.7.5.Lưu trữ Hình 2.5: Bồn trữ nấm men Nấm men sau khi thu hồi được trữ lạnh 20C trong bồn cách nhiệt Nấm men được sử dụng tối đa tới đời thứ 7, ưu tiên sử dụng đời mới nhất Khi quá hạn sử dụng, nấm men được chuyển sang bồn men thải bán dạng phế phẩm PHẦN 3: QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 3.1. sơ đỒ quy trình công nghỆ Làm sạch Malt Nghiền ứơt Đạm hóa Gạo Làm sạch Nghiền Hồ hóa Nứơc Tạp chất Phu gia Đường hóa Lọc tách bã Bã malt Houblon hóa Houblon, phụ gia Lắng trong Làm lạnh O2 vô trùng Lên men chính Lên men phụ Nhân giống Nấm men Nấm men CO2 thu hồi Lọc trong bia Bão hòa CO2 Chiết chai / lon Bột trợ lọc Xử lý CO2 CO2 tinh khiết Thanh trùng Bia thành phẩm Malt lót Dán nhãn Cặn Cặnn Bã Houblon Nước 3.2. thuyẾt minh quy trình 3.2.1. Chuẩn bị nguyên liệu 3.2.1.1.Mục đích Chuẩn bị đủ số lượng nguyên liệu cần thiết cho từng mẻ nấu Làm sạch nguyên liệu, nghiền gạo sẵn sàng Đảm bảo không bị thiếu và quên bỏ nguyên liệu cho quá trình nấu 3.2.1.2.Thiết bị Malt và chocolate malt từ silo được vít tải đưa vào gàu tải đưa lên cao, sau đó qua sàng phân loại kích cỡ loại những vật có kích thước lớn như: dây, mảnh bao, lá, thân. Sau dó qua sang rung loại tạp chất có khối lượng lớn như đá, sỏi theo nguyên tắc trọng lực, malt tiếp tục qua bộ phận loại sắt bằng nam châm điện. Sau đó malt được chứa vào bồn trung gian chuẩn bị cho quá trình nghiền Đối với gạo, cũng được vít tải đưa vào gàu tải đưa lên cao, qua sang phân loại kích thước loại tạp chất có kích thước lớn, tiếp đó qua sàng rung loại đá và sỏi. Sau đó, gạo qua bộ phận nghiền, thiết bị nghiền là thiết bị nghiền trục một cặp nghiền, gạo sau khi nghiền được chứa trong bồn trung gian chuẩn bị cho quá trình nấu 3.2.2.Nghiền 3.2.2.1.Mục đích Nghiền nhằm mục đích đập nhỏ hạt thành nhiều mảnh, tăng bề mặt tiếp xúc với nước, làm cho sự xâm nhập của nước vào nội nhũ nhanh hơn, thúc đẩy quá trình đường hóa, các quá trình thủy phân khác xảy ra nhanh và triệt để hơn 3.2.2.2.Các biến đổi Nhiệt độ tăng do ma sát với trục nghiền Kích thước của nguyên liệu giảm Đối với malt, nhiệt độ tăng sẽ thúc đẩy quá trình thủy phân một phần cơ chất 3.2.2.3.Thông số công nghệ a.Malt Sử dụng phương pháp nghiền ướt Khoảng cách giữa 2 trục nghiền 0,25 mm, hai trục quay ngược chiều và có tốc độ khác nhau tạo lực xé Tổng lượng nước cho nghiền malt là 125 hl b.Gạo Sử dụng phương pháp nghiền khô Khoảng cách trục nghiền 0,15 mm 3.2.2.4.Các yếu tố ảnh hưởng Độ ẩm của nguyên liệu, ẩm cao khó nghiền, ẩm thấp hạt sau khi nghiền tạo nhiều bột, khó cho quá trình lọc dịch nha Nhiệt độ nước ngâm malt Độ xốp của nguyên liệu 3.2.2.5.Yêu cầu Vỏ malt không được quá nát Đảm bảo tất cả hạt đều được nghiền 3.2.2.6.Thao tác vận hành và thiết bị Hình 2.6:Hệ thống nghiền malt Malt chứa trong bồn trung gian được đưa xuống bồn ngâm đảm bảo từ đỉnh bồn ngâm xuống đáy bồn ngâm khoảng 100 giây (thời gian đủ để vỏ malt hút nước trở nên dai, tránh bị nát vỏ) Tiếp đó, malt được motor phân phối đưa xuống trục nghiền, nước 500C phun vào bồn ngâm và phía dưới trục nghiền, hỗn hợp malt nghiền + nước chảy xuống được bơm vào các nồi nấu Gạo chứa từ silo qua các sàn phân loại cũng được trục phân phối đưa xuống trục nghiền, sau đó chứa ở bồn trung gian chuẩn bị cho quá trình nấu Vì gạo nghiền khô, bụi gạo thất thoát nên khác với malt là nghiền xong mới cân 3.3.3.Nấu 3.3.3.1.Mục đích Trích ly các chất chiết từ trong malt và gạo vào nước Tạo màu sắc cho bia Thủy phân một số chất phân tử lượng lớn thành các chất có phân tử lượng nhỏ cung cấp cơ chất cho nấm men phát triển. Quá trình thủy phân này chủ yếu nhờ hệ enzyme có sẵn trong malt 3.3.3.2.Các biến đổi Hóa lý: sự hòa tan và trích ly các chất có phân tử lượng thấp vào nước (đường, acid amin, vitamin, khoáng..) Hóa sinh và hóa học: -Thủy phân tinh bột: tạo glucose, maltose, dextrin, monosaccharide -Thủy phân protein: tạo peptide, polypeptide và acid amin -Thủy phân hemicenllulose: β –glucan mạch ngắn -Sự tạo thành melanoid: do trong dịch nha có một lượng đường và protein đáng kể, dưới tác động của nhiệt độ cao tạo ra phản ứng mailer tạo màu cho bia -Thủy phân một số chất có chứa acid photphoric, giải phóng acid photphoric 3.3.3.3.Thông số công nghệ Nồi gạo: malt lót lần một, nhiệt độ 500C 5 phút, nhiệt độ 700C 5 phút, nhiệt độ 820 C 10 phút, malt lót lần hai, nhiệt độ 720 C 10 phút, nhiệt độ 1000 C 10 phút. Tỷ lệ malt gạo với nước khoảng 1:4. Bổ sung CaSO4 2kg để điều chỉnh pH và tăng khả năng chịu nhiệt của enzyme. pH khoảng 5,7-5,8 Nồi malt:sau khi nghiền malt vào, giữ nhiệt độ 500C 2 phút, sau đó nồi gạo được bơm qua, nhiệt độ nâng lên 650C, giữ nhiệt độ này 25 phút, sau đó nâng lên 720C giữ 20 phút, tiếp tục nâng lên 760C giữ 5 phút. Sau đó hổn hợp này được chuyển sang lọc. Ở nồi này bổ sung CaCl2 3,5kg, acid Lactic 2kg, pH khoảng 5,4-5,6 3.3.3.4.Các yếu tố ảnh hưởng Nồng độ enzyme: nhiều enzyme hoạt tính thì tốc độ thủy phân càng nhanh Nhiệt độ: đây là yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng lớn đến cường độ và độ hoạt hóa của enzyme thủy phân, mỗi enzyme ều có một nhiệt độ tối thích,nếu nhiệt độ không thích hợp, sẽ bị bất hoạt làm tăng thời gian thủy phân, hao tốn năng lượng, ảnh hưởng chất lượng bia pH: cũng ảnh hưởng đến độ hoạt hóa của enzyme, pH cao hay thấp đều ảnh hưởng đến khả năng hoạt động, giảm hiệu suất chất hòa tan, làm cho bia đục, khó lọc sau này Nồng độ cơ chất: nếu dịch cháo loãng thì lượng đường tạo ra theo tỷ lệ cơ chất càng nhiều Mức độ nghiền mịn của nguyên liệu: càng mịn thủy phân càng nhanh 3.3.3.5.Yêu cầu Nồi gạo không bị khét ở đáy nồi Nhiệt độ và pH đúng yêu cầu Lượng nước đúng yêu cầu 3.3.3.6.Thao tác vận hành và thiết bị Hình 2.7: Nồi nấu Nồi nấu là nồi hai vỏ Nguyên liệu sau khi được nghiền đưa vào nồi nấu ở cửa dưới đáy. Tại đây cánh khuấy, được truyền lực từ motor sẽ khuấy đảo chậm và liên tục. Hơi nóng được đưa vào giữa hai lớp vỏ sẽ truyền nhiệt cho khối dịch. Hệ thống ngắt hơi sẽ tự động ngắt mở nếu nhiệt độ không đạt. Ngoài ra bên trong có lắp thang để vệ sinh định kỳ 3.3.4.Lọc dịch nha 3.3.4.1.Muc đích Tách pha lỏng ra khỏi pha rắn, ở đây là tách dịch đường ra khỏi bã. Để thu kiệt dịch đường trong bã ta sẽ tiến hành hai bước lọc và rữa bã Hồ hóa tinh bột còn sót lại trong quá trình nấu 3.3.4.2.Các biến đổi 3.2.2. Nấu 3.2.2.1. Mục đích của quá trình nấu Chuyển hóa các thành phần chính của malt và gạo thành những chất hòa tan trong nước (các loại đường, acid amin, protein, polypeptide) và loại bỏ các chất không hòa tan ra ngoài. 3.2.2.2. Các quá trình xảy ra khi nấu a. Sự biến đổi hóa học trong quá trình nấu Quá trình đường hóa chia thành 3 giai đoạn: Sự hồ hóa: tinh bột của gạo bị hồ hóa ở 80 – 85oC. Tinh bột lúa mì bắt đầu hồ hóa ở nhiệt độ 60-85oC, tinh bột khoai tây bị hồ hóa ở 55-60oC. Sự dịch hóa: là sự tác động của enzyme, diễn ra rất chậm nếu như tinh bột chưa bị hồ hóa xong. Enzyme tác động nhiệt hóa ở nhiệt độ thích nghi nhất là 65-70oC, pH 4.6 và bị hủy diệt ở 80oC trong thời gian ngắn. Sự đường hóa: là sự biến đổi của tinh bột đã dịch hóa thành dextrin và maltose dưới tác động của 2 enzyme: - amylase dextrin hóa - amylase maltose hóa - amylase dễ bị biến tính ở nhiệt độ 70oC, - amylase chịu được nhiệt độ cao hơn, 80oC. hiện nay có 2 loại enzyme đạm hóa trong malt là protease và peptidase nhiệt độ thích nghi lúc nấu để hòa tan đạm là 43-50oC. pH thích nghi của đa số enzyme thấp hơn acid thông thường của nước mout (5,8). Vì vậy, người ta mới acid hóa mẻ nấu đến pH = 5,2. Đây là pH thuận lợi nhất cho đạm hóa và sự hòa tan các phosphat. b. Biến đổi hóa lý Sự tủa lắng protein: khi nhiệt độ tăng, các protein kém chịu nhiệt sẽ bị kết tủa . Sự tạo thành các menaloid: do acid amin tác động các chất đường tại nhiệt độ cao tạo thành (tác dụng tốt cho mùi vị của bia, khả năng tạo và giữ bọt của bia). 3.2.3. Lọc tách bã 3.2.3.1. Mục đích Dịch sau khi nấu đường hóa được gọi là hồ malt chứa rất nhiều các chất không hòa tan, điển hình là cellulose và tinh bột sống, nhằm mục đích thu được nước mout trong,thành phần chủ yếu của phần lỏng là nước và các chất hòa tan. Rửa bã nhằm lấy lại các chất hòa tan còn lại nằm trong hèm. Nước nha trong khi nguội có độ nhớt tăng cao, vì vậy nước rửa bã phải có nhiệt độ cao (83oC) làm sao để khối bã đạt 75oC. Tiến hành theo hai bước ép dịch và rửa bã. Yêu cầu kỹ thuật: dịch ép phải trong nhiệt độ sao lọc là 75oC. 3.2.3.2. Một số lưu ý trong quá trình lọc Áp suất lọc phải điều chỉnh từ từ, vì áp suất quá cao sẽ làm vải lọc bị bịt kín gây trở ngại cho quá trình lọc. Nhiệt độ nước rửa phải đúng ỵêu cầu kỹ thuật đã đề ra (75-78oC) không dùng nước có nhiệt độ cao hơn, không đun sôi vì xảy ra hiện tượng biến tính và kết tủa protein làm đục nước nha, ảnh hưởng đến chất lượng bia. Khi lắp vải lọc không được bịt kín lỗ lọc vì sẽ làm dịch không vào lọc được gây cản trở cho quá trình lọc. Huyền phù không có nhiều chất rắn và quá mịn bịt kín lỗ nguyên liệu lọc. 3.2.4. houblon hóa 3.2.4.1. Mục đích Hòa tan chất đắng, chất thơm, chất chát tạo mùi vị và màu cho bia. Khử trùng dịch lên men, vô hoạt enzyme. Làm bay hơi bớt nước, giảm độ chua để đưa dịch đường về nồng độ và pH thích hợp cho quá trình lên men. Ở nhiệt độ cao polyphenol sẽ liên kết với protein tạo phức chất dạng màng nhầy. Khi lắng xuống nó sẽ kéo theo các mảng nhỏ li ti khác làm tăng độ bền sinh học của bia và độ trong của dịch đường. Polyphenol, chất đắng, chất chứa nitơ trong bia là những chất tạo sức căng bề mặt có hoạt tính cao, tạo độ bền bọt trong bia. 3.2.4.2. Các quá trình xảy ra trong quá trình houblon hoá Trích ly và hoà tan chất đắng vào dịch đường : chất đắng của hoa houblon có độ hoà tan ở trong nước rất thấp, trong dịch đường thì lại càng kém hơn. Trong hai cấu tử của axit đắng thì α-axit có độ hoà tan khá hơn và là nguồn chính tạo ra vị đắng cho bia. Khi tăng nhiệt độ của dung môi thì khả năng hoà tan của axit đắng tăng và khả năng hoà tan của chúng rất nhạy cảm đối với pH của môi trường. Trích ly và hoà tan các thành phần khác: Tinh dầu thơm của hoa houblon là cấu tử có tầm quan trọng trong việc tạo ra hương thơm đặc trưng cho bia. Polyphenol của hoa houblon là những hợp chất thuộc nhóm flavonoid. Có ý nghĩa nhất trong nhóm này đối với công nghệ sản xuất bia là các hợp chất anthocyanogen. Các hợp chất chứa nitơ: trong hoa houblon được đưa vào đun nấu tuy ít về khối lượng nhưng chất lượng cao. Vì hầu hết chúng là những hợp chất thấp phân tử, dễ hoà tan, là nguồn bổ sung dinh dưỡng nitơ quan trọng cho sự phát triển của nấm men sau này. Tinh dầu thơm của hoa houblon là cấu tử có tầm quan trọng trong việc tạo ra hương thơm đặc trưng cho bia. Polyphenol của hoa houblon là những hợp chất thuộc nhóm flavonoid. Có ý nghĩa nhất trong nhóm này đối với công nghệ sản xuất bia là các hợp chất anthocyanogen. Các hợp chất chứa nitơ: trong hoa houblon được đưa vào đun nấu tuy ít về khối lượng nhưng chất lượng cao. Vì hầu hết chúng là những hợp chất thấp phân tử, dễ hoà tan, là nguồn bổ sung dinh dưỡng nitơ quan trọng cho sự phát triển của nấm men sau này. 3.2.5. lắng trong 3.2.5.1. Mục đích lắng trong Lắng cặn để loại bỏ toàn bộ cặn thô và cặn mịn ra khỏi dịch đường nhờ thùng lắng đảm bảo yêu cầu của dịch đường lên men và không gây ảnh hưởng đến chất lượng của bia. 3.2.5.2. Cách tiến hành Hiện tại nhà máy đang sử dụng thiết bị lắng xoáy Whirlpool. Nguyên tắc hoạt động của máy dựa vào lực hướng tâm. Dịch đường được bơm vào thùng lắng theo phương tiếp tuyến với thân thùng với tốc độ cao tạo thành dòng chất lỏng xoay tròn. Do có lực hướng tâm lớn, cặn sẽ tập trung ở tâm thùng và lắng xuống đáy. 3.2.6. làm lạnh 3.2.6.1. Mục đích làm lạnh - Hạ nhiệt độ đến điểm thích hợp cho nấm men phát triển. - Tránh sự xâm nhập và phát triển của vi sinh vật bên ngoài - Đảm bảo sự hòa tan oxy cần thiết cho men phát triển trong giai đoạn đầu trước khi lên men - Đảm bảo sự lắng cặn khi làm lạnh dịch đường, chỉ có làm lạnh nhanh những dẫn xuất globulin mới lắng xuống được. Như vậy mục đích của quá trình lắng trong và làm lạnh là giảm nhiệt độ dịch đường xuống, đưa O2 từ không khí vào dịch thể và kết lắng các chất bẩn không có lợi. 3.2.6.2. Các biến đổi hóa lý trong quá trình lắng trong làm lạnh Khi bắt đầu làm lạnh, nhiệt độ dịch thể còn cao, trong dịch đường xảy ra các quá trình oxy hóa các hợp chất hữu cơ như malttoza, glucoza, fuctoza, chất đắng, các hợp chất chứa nitơ, tanin, nhựa houblon và các sản phẩm được tạo ra như acid gluconic, muravic… Nhiệt độ dịch đường giảm dần đồng nghĩa với tốc độ oxy hóa cũng giảm dần, đến 45oC thì quá trình oxy hóa ngưng hoàn toàn. Kết quả của quá trình oxy hóa là dịch đường có thẫm hơn, hương thơm và vị đắng của houblon giảm. Từ nhiệt độ 40oC trở xuống, oxy từ không khí được hòa tan vào dịch thể. Quá trình làm lạnh hình thành và kết lắng các chất cặn: có thể chia ra làm 2 loại cặn to và cặn nhỏ. Cặn to: được hình thành trong quá trình đun sôi houblon. Khi làm lạnh dịch đường, chúng kết tủa và lắng xuống đáy. Quá trình tách bỏ cặn này gọi là cặn nóng. Cặn nhỏ: tuy không nhiều nhưng rất khó tách khỏi dịch đượng, cần phải lọc cẩn thận. Nếu không được loại bỏ thì có thể ảnh hưởng toàn bộ đến quá trình lên men. Đáng lưu ý, cần loại bỏ các hợp chất protein – tanin, nếu không sẽ gây hậu quả làm bia đục rất khó khắc phục. 3.2.7. Lên men Đây là giai đoạn quan trọng quyết định cho chất lượng và hiệu suất sản xuất. Cơ sở của quá trình này là chuyển hóa đường thành rượu và CO2 dưới tác nhân là nấm men. 3.2.7.1. Nấm men Chủng Saccharomyces Carlsbergensis là tác nhân lên men chủ yếu của nhà máy. Sự trao đổi chất, sinh sản và lên men là ba chức năng cơ bản nhất của nấm men. Ba quá trình đó xảy ra trong tế bào nấm men và song song diễn tiến trong cùng một môi trường là dịch đường houblon hóa.Chất lượng của bia được xác định từ các yếu tố sau đây: Thành phần của dịch đường houblon hóa bao gồm các cấu tử không bị tác động của nấm men như dextrin bậc cao, chất đắng, ...Và các cấu tử bị nấm men hấp thụ như đường, dextrin bậc thấp, axit amin, peptid bậc thấp, lipit … Các sản phẩm tạo thành trong quá trình trao đổi chất của tế bào nấm men, được tích lũy trong môi trường lên men. Đó là rượu etylic, khí cacbonic, các loại rượu bậc cao, các acid hữu cơ, các loại aldehyt, các hợp chất ester, diacetyl, và nhiều cấu tử khác. Nấm men sinh sản bằng phương pháp nảy chồi. Thời gian kéo dài và tốc độ sinh sản của chúng có ý nghĩa rất lớn trong việc điều khiển quá trình lên men sao cho diễn biến của nó đúng với quy trình, quy phạm đã đặt ra. Sự sinh sản và phát triển của tế bào nấm men phụ thuộc vào các yếu tố: mật độ của nấm men gieo cấy ban đầu, trạng thái sinh lý của chúng, nhiệt độ dịch lên men và môi trường bên ngoài, nồng độ chất hòa tan và pH của dịch đường houblon hóa… Lớp tế bào nấm men được sinh ra sau một lần nảy chồi của lớp tế bào mẹ sẽ tạo ra một thế hệ mới. Sau một thời gian nhất định, lớp tế bào thế hệ mới này lại nảy chồi để sinh ra thế hệ tiếp theo. Thời gian cần thiết để một tế bào từ khi tách khỏi tế bào mẹ đến lúc nó nảy chồi gọi là chu kỳ sinh sản. Ở điều kiện nuôi cấy, sự phát triển của nấm men sẽ trải qua 4 giai đọan, hay còn gọi là 4 pha: pha thích nghi (pha lag), pha logarit, pha cực đai và ổn định, pha suy thoái. Ở pha thứ nhất, cả hai giá trị tốc độ đều còn rất bé. Ở pha tiếp theo (pha logarit) nét đặc trưng là sự nảy chồi rầm rộ của tế bào. Trị số của mật độ đạt đến giá trị tối đa và ổn định trong một khoảng thời gian nhất định kéo dài sang cả giai đoạn thứ ba. Ở cuối giai đoạn ba mật độ của tế bào giảm mạnh, còn tốc độ lên men (hấp thụ cơ chất) ở giai đoạn này đạt cực đại. Sang giai đoạn thứ tư, nấm men không còn khả năng sinh sản, chúng bắt đầu lão hóa, già cỗi. Một lượng nấm men khá lớn, khoảng 5 – 10% bị chết trong pha này, phần lớn số còn lại bị kết lắng, chỉ còn một phần rất ít (khoảng 10% so với mật độ cực đại) còn nổi lơ lững trong dịch lên men. 3.2.7.2. lên men chính a. Mục đích Nhằm chuyển hóa các chất hòa tan trong dịch đường thành C2H5OH, CO2 và các sản phẩm phụ khác. Giai đoạn này nấm men sinh trưởng mạnh rất cần cung cấp đủ O2 cho nấm men sinh trưởng. Giai đoạn lên men lượng CO2 sinh ra nhiều nên áp suất trong tank tăng lên một cách nhanh chóng. Cần phải thu hồi CO2 để sử dụng CO2 vào giai đoạn bảo hòa. Nhà máy thực hiện quá trình lên men theo phương pháp lên men kín và thu hồi CO2 cùng hệ thống tank cho cả hai quá trình lên men chính và lên men phụ. b. Các biến đổi trong quá trình lên men chính Quá trình lên men chính để chuyển hóa dịch đường thành bia non thông qua những quá trình cơ bản sau: Quá trình sinh lý: Thể hiện rõ ở giai đoạn đầu, giai đoạn tăng sinh khối của nấm men. Thực chất đây là quá trình lên men hiếu khí, nấm men thực hiện quá trình trao đổi chất và năng lượng để sinh sống và phát triển. Quá trình sinh hóa: Tăng mạnh dần vào cuối giai đoạn thứ hai. Vào cuối giai đoạn lên men hiếu khí chuyển sang dần kỵ khí. Đây là quá trình chuyển dần sang kỵ khí. Đây là quá trình chuyển hóa các chất đường thành ethanol và CO2 theo các phương trình sau: Phương trình hô hấp: C6H12O6 + O2 ® 6CO2 + 6H2O + Q1 Phương trình sinh hoá: C6H12O6 ® 2C2H5OH + 2CO2 + Q2 Nấm men sử dụng các hydrat cacbon theo quy luật từ những đường đơn giản nhất (đường đơn glucose, fructose), khi đã cạn nguồn đường đơn nấm men sẽ tấn công đến các loại đường kép (saccharose), còn các destrin bậc thấp nấm men chỉ sử dụng một phần, phần còn lại sẽ được sử dụng trong quá trình lên men phụ. Quá trình lý hóa: Trong quá trình lên men chính, quá trình lý hóa cũng xảy ra mạnh mẽ: pH từ 5,5 – 5,6 ở dịch đường ban đầu giảm dần về pH ở 4,2 – 4,6 trong bia non do sự tạo thành CO2 và các acid hữu cơ, pH thấp, không ảnh hưởng đến độ chua của bia. Đặc biệt các acid hữu cơ dễ bay hơi phản ứng với rượu theo phản ứng ester hóa tạo mùi thơm cho bia. Do pH của dịch lên men giảm, đã tạo điều kiện cho protein đông tụ và kết lắng với tế bào nấm men. Khí CO2 được tạo nên trong quá trình lên men lúc đầu nó hòa tan vào dịch sau đó tăng dần và tách ra ở dạng khí. Trên bề mặt của các lớp khí có lớp hấp phụ các chất có hoạt tính bề mặt như protein, nhựa hoa houblon. Các chất này là cơ sở để tạo thành các lớp xốp như bông khí CO2 tạo thành từ lớp xốp này. Khi các túi khí riêng lẻ dính vào nhau, thì tạo nên một lớp bọt tràn kín và xếp dày trên bề mặt của dịch lên men. Do sự thay đổi của các tác nhân kỹ thuật như: O2, pH, to làm protein bị biến tính (mất dần điện tích) gây keo tụ protein, dẫn đến sự thay đổi lớn đến độ nhớt trong bia, ảnh hưởng đến sự liên kết và độ mịn của lớp bọt trong bia non. c. Cách tiến hành Giai đoạn đầu, nấm men hô hấp hiếu khí, tạo sinh khối. Sau đó là quá trình lên men yếm khí tạo ethanol và CO2. Để cung cấp oxy cho nấm men, oxy sẽ được cấp vào dịch đường trên dòng chảy đi vào tank lên men. Nhiệt độ lên men chính: 8-10oC. Thời gian: 8-9 ngày. Nhà máy sử dụng phương pháp lên men tĩnh và thu hồi CO2. Công đoạn lên men được chia làm 4 giai đoạn như sau : Giai đoạn 1 : Khi dịch đường và men đã được bơm vào tank lên men ở nhiệt độ 90C thì sau 24 giờ nấm men bắt đầu phát triển. Trong giai đoạn này oxy rất cần cho sự phát triển của tế bào nấm men do vậy lượng oxy cần thiết hòa tan vào dịch đường được đảm bảo bằng cách cho tiếp xúc trực tiếp với dịch đường trong thời gian làm lạnh (không khí được vô trùng bằng tia cực tím trước khi bơm vào dịch đường) hoặc cũng có thể sục khí vô trùng sau khi đã gieo men giống vào. Lượng oxy hòa tan vào dịch đường khống chế lưu lượng 60 – 80 lít/h. Nếu nồng độ thấp hơn thì tốc độ sinh trưởng của nấm men bị hạn chế. Làm chậm quá trình lên men không đảm bảo được hương vị cho bia, còn nếu nồng độ cao hơn thì nhiều sản phẩm bậc hai như diacetyl. Chất này tạo ra với hàm lượng cao không những gây ra tác động mạnh đến hệ thần kinh mà còn làm cho bia có vị khó chịu đắng, mùi khét. Đặc điểm chính của giai đoạn này là tạo bọt trắng mịn ở xung quanh bề mặt dịch lên men, lúc này lượng CO2 tạo ra nhiều, lại ở nhiệt độ thấp nên chúng hòa tan hết vào dịch lên men. Nấm men lúc này đang ở giai đoạn nảy chồi và phát triển làm giảm lượng chất hòa tan trong dịch lên men với tốc độ khoảng 0,2 – 0,5% mỗi ngày. Giai đoạn này kéo dài từ 24 – 36 giờ. Giai đoạn 2 : Gọi là giai đoạn tạo bọt thấp. Lúc này lượng CO2 tạo ra nhiều hơn và có xu hướng muốn thoát ra ngoài dưới dạng bọt li ti. Trên mặt bong bóng này hình thành một lớp hấp phụ đơn phân gồm những chất có sức căng bề mặt như protein, chất đắng, polyphenol… làm cho CO2 không thể thoát ra khỏi bề mặt của lớp trên cùng để thoát ra ngoài môi trường mà chúng lại bị hấp phụ với nhau tạo thành bọt. Giai đoạn này chất lượng hòa tan giảm với tốc độ 1% mỗi ngày và kéo dài từ 2 – 3 ngày. Giai đoạn 3 : Trong giai đoạn này quá trình lên men xảy ra mạnh nhất. Tiêu hao cơ chất với tốc độ 1 – 1,5% mỗi ngày đêm. Lượng CO2 tạo ra nhiều và một phần thoát ra ngoài nhưng lại được thu hồi để tái sử dụng tiếp. Bọt lúc này xốp và bồng lên cao, bề mặt bọt trắng dần và chuyển sang màu nâu (do xảy ra sự oxy hóa các chất trên bề mặt làm thay đổi màu lớp bọt). Giai đoạn này kéo dài từ 3 – 4 ngày. Giai đoạn 4 ( 2 ngày tiếp theo) : Bọt xẹp dần, màu sắc của lớp bọt cũng bị biến đổi, sự tiêu hao chất hòa tan diễn ra chậm khoảng 0,2 – 0,5% mỗi ngày đêm. Khi thấy hàm lượng chất hòa tan chỉ còn lại 30 – 35% so với lượng chất chiết ban đầu thì ta dừng quá trình lên men chính lại. Lúc này tế bào nấm men tạo thành những lớp như bông và lắng xuống đáy. Sản phẩm ở giai đoạn này gọi là bia non. Để xác định chính xác thời điểm kết thúc lên men chính, KCS sẽ kiểm tra độ đường và độ cồn. Thời gian lên men chính ở nhà máy khoảng 8-9 ngày. Sau khi biết thời điểm dừng, ta vẫn lưu nấm men thêm 24 tiếng rồi xả hết nấm men. 3.2.7.3. Lên men phụ Quá trình này được thực hiện khi hàm lượng maltose và các loại đường đơn giản khác ở trong dịch men hầu như đã bọ hấp thụ hết, còn lại l